电工学大题——精选推荐
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电⼯学⼤题
1、图1.5.1所⽰电路,已知U =3V ,求R 。(2Ω)
2、图1.5.2所⽰电路,已知U S =3V ,I S =2A ,求U AB 和I 。(3V 、5A )
5、电路如图1.5.5所⽰,求10V 电压源发出的功率(-35W ); 以及6V 电压源发出的功率。
6、分别计算S 打开与闭合时图1.5.6电路中A 、B 两点的电位。(S 打开:A -10.5V ,B -7.5V S 闭合:A 0V ,B 1.6V )
7、试求图1.5.7所⽰电路的⼊端电阻R AB 。(150Ω)
五、计算分析题(根据实际难度定分,建议每题在6~12分范围) 2、求解图2.5.2所⽰电路的戴维南等效电路。 (U ab =0V,R 0=8.8Ω)U -
图1.5.16V
图1.5.5B -图1.5.6
Ω
图1.5.7Ω
图1.5.2
3、某线圈的电感量为0.1亨,电阻可忽略不计。接在t u 314sin 2220
=V
的
交流电源上。试求电路中的电流及⽆功功率;若电源频率为100Hz ,电压有效值不变⼜如何?写出电流的瞬时值表达式。(8分)
(i ≈9.91sin (314t-90°)A ,⽤电流表测量电流值应为7A ,Q =1538.6Var ;当电源频率增⼤为100Hz 时,电压有效值不变,由于电感与频率成正⽐,所以电感上通过的电流有效值及⽆功功率均减半,i ˊ≈4.95sin (628t-90°)A )4、图3.5.4所⽰电路中,各电容量、交流电源的电压值和频率均相同,问哪⼀个电流表的读数最⼤?哪个为零?为什么?
(图b 电流表计数为零,因为电容隔直;图a 和图c 中都是正弦交流电,且电容端电压相同,电流与电容量成正⽐,因此A 3电流表读数最⼤)5、已知⼯频正弦交流电流在t=0时的瞬时值等于0.5A ,计时始该电流初相为30°,求这⼀正弦交流电流的有效值。(0.707A)6、在1µF 的电容器两端加上)6/314sin(27.70π-=t u V 的正弦电压,求通过电容器中的电流有效值及电流的瞬时值解析式。若所加电压的有效值与初相不变,⽽频率增加为100Hz 时,通过电容器中的电流有效值⼜是多少?(①22.2mA ,i ≈31.4sin(314t +60°)A ;②频率增倍时,容抗减半,电压有效值不变则电流增倍,为44.4A )
6、在右图所⽰电路中,R =X L =X C ,并已知安培表A 1的读数为3A ,则安培表A 2、A 3的读数应为(C 、4.24A 、3A )
五、计算分析题(根据实际难度定分,建议每题在6~12分范围
图3.5.4(a)
(c)
(b)
C
A 2U6、在右图所⽰电路中,已知u =141.4cos314tV ,电流有效值I =I C =I L ,电路消耗的有功功率为866W ,求i 、i L 、i C 。
解: 并联电路,要求以电压相量为参考,画出三个电流相量图。
电路若有I =I C =I L ,由相量图分析可得必有电容⽀路电流与电感⽀路电流相位差为120°,这样两⽀路电流的相量和的模才符合I =I C =I L ,⼜知电容⽀路的电流超前总电压90°,则电感⽀路的电流必滞后总电压30°,总电流I 在相位上超前总电压30°,
W UI P 86630cos =?=,所以I =I C =I L =10A则:
8、在右图所⽰电路中,已知复阻抗Z 2
=j 60Ω,各交流电压的有效值分别为:U S =100V ,U 1=171V ,U 2=240V ,求复阻抗Z 1。
解:设串联电路中的电流为参考相量,则A 04060/240?∠≈?∠=?
I 由相量图分析可知,总电压应呈感性,设有功电压分
量为60V ,
则⽆功电压分量应为80V ,即240-80=160V , 有φ1=arcsin160/171≈69.3°R
c
2
U
S U
I
U
2?
U
1?U
7、判断下列线圈的同名端。
解:图(a )中两线圈的磁场相互增强,因此必为顺串,所以它们相连的⼀对端⼦为异名端,如红⾊圆点所⽰;图(b )初级线圈的电流在开关闭合⼀瞬间变化率⼤于零,所以⾃感电动势的极性下负上正,阻碍电流的增强,次级电压表反偏,说明互感电压的极性与电压表的极性相反,即上负下正,可判断出同名端如图中红⾊实⼼点所⽰。
6、图3.6所⽰电路在开关S 断开之前电路已达稳态,若在t=0时将开关S 断开,则电路中L 上通过的电流)0(+L i 为( A ) A 、2A B 、0A C 、-2A
7、图3.6所⽰电路,在开关S 断开时,电容C 两端的电压为( A 、10V ) 四、简答题(建议每⼩题3~5分) 3、图5.3所⽰电路换路前已达稳态,在t=0时将开关S 断开,试求换路瞬间各⽀路电流及储能元件上的电压初始值。 解:u C (0-)=4V ,u C(0+)=u C (0-)=4V i 1(0+)= i C (0+)=(6-4)/2=1A i 2(0+)=0
两线圈的磁场是相互增强的
图(a )
反偏
图(b )
图3.6Ω
图5.3i 2(0)
4、求图5.3所⽰电路中电容⽀路电流的全响应。
解:换路后的稳态值:u C(∞)=6V,时间常数τ=RC=2×0.5=1µs
所以电路全响应:u C(t)=u C(∞)+[u C(0+)-u C(∞)]e-t/τ=6-2e-1000000t V
补充练习:1.9 试⽤电源等效变换的⽅法,求图1.8所⽰电路中的电流I。
解:利⽤电源等效变换解题过程如下:
由分流公式可得:I=5?86
.2
1
3
4
3
4
=
+
(A)
1.8 应⽤等效电源的变换,化简图1.7所⽰的各电路。
解
1.10 试计算题1.9图中的电流I。
解:由于题⽬中没有要求解题⽅法,所以此题可⽤电压源与电流源等效变换、⽀路电流法、叠加原理、戴维南定理等⽅法进⾏求解,下⾯⽤戴维南定理求解。
(1)先计算开路电压,并将电流源化成电压源,如下图。
32
63612=
+-=
I (A)
U OC =-2+12-6×2/3=6(V) (2)再求等效电阻R ab
将恒压源和恒流源除去,得电路如图。4
116363=+++?=ab R (Ω)(3)由戴维南定理可知,有源⼆端⽹络等效为⼀个电压源,如图。1
246=+=I (A)
1.15 电路如图1.11所⽰,试应⽤戴维南定理,求图中的电压U 。 解:(1)先计算开路电压,如下图。
U OC =-1×16+1=-15(V)
(2)再求等效电阻R ab
将恒压源和恒流源除去,得电路如图。R ab =1(Ω)
(3)由戴维南定理可知,有源⼆端⽹络等效为⼀个电压源,如图。3
5154115-=-=+-=I (A) U =4I =4×(3-)=-12(V)
1.16 电路如图1.11所⽰,如果I 3=1A ,试应⽤戴维南定理,求图中的电阻R 3。
解:(1)先计算开路电压,如下图。
35
126609021=
+-=-=I I (A)
80
35
6906901=?-=-=I U OC
(V)(2)再求等效电阻R AB
将恒压源除去,得电路如图。4
121612
6=+?=
ab R (Ω)
(3)由戴维南定理可知,有源⼆端⽹络等效为⼀个电压源,如图。
当I 3=1A 时,则1480
3=+R
所以 R 3=80-4=76(Ω)1.17 电路如图1.14所⽰,已知15欧电阻的电压降为30V ,极性如图1.14所⽰。试计算电路中R 的⼤⼩和B 点的电位。
解:设R 电阻上的电压和电流如图所⽰。 由KCL 可知I 2=2+5=7(A) ,I=I 2-2-3=2(A ), (A)
由KVL 得,(绕⾏⽅向选顺时针⽅向)U -100+30+5I 2=0 U =100-30-35=35 (V) 5
.17235===I U R (Ω)
1.18 试计算图1.15中的A 点的电位:(1)开关S 打开;(2)开关S 闭合。
解:(1)当开关S 打开时,将电位标注的电路复原为⼀般电路,如图(a )所⽰。
由KVL 得(3+3.9+20)×I =12+12
I =0.892(mA) U A =-20I +12=-5.84(V)
(2)当开关S 闭合时,将电位标注的电路复原为⼀般电路,如图(b )所⽰。 由KVL 得(3.9+20)×I =12 I =0.502(mA) U A =-20I +12=1.96(V)
2.8 电路如图2.4所⽰,已知ω=2rad/s ,求电路的总阻抗Z ab 。
解:∵ω=2rad/s∴2==L X L ω(Ω) 2ω1==C X C (Ω)
∴
()j j j j j j j j j X j X j Z C
L ab +=+-+-++=--++=-++=3)22)(22()
22(42222422//22(Ω)
2.9 电路如图2.5所⽰,已知R =20Ω,R I =10/0oA ,X L =10Ω,1U
的有效值为200V ,求X C 。
解: 由题意可知:==0/20022I R U (V)
C C C X jX U I ?=
-=90/2002 (A) ∴?+?=+=0/1090/200C
R
C L X I I I (A)
+=+==90/100180/2000)0/1090/200(10C
C L
L L X X j I jX U (V)
10020002000/20090/100180/20002
1j X X U U U C
C L +-=?+?+?=+= (V)
⼜因U 1=200
故有22100)2000200(200+-
=C X 221002002000
200-±=-C
X
2.1732002000±=C X
2.1732002000±=
C X 则得: X C =5.36(Ω),或X C =74.6(Ω)
2.10 图2.6所⽰电路中,u S =10sin314t V ,R 1=2Ω,R 2=1Ω,L =637mH ,C =637µF ,求电流i 1, i 2和电压u c 。
解:ω=314rad/s200637314=?==L X L ω(Ω)